近代自然科学是从古代自然科学发展起来的，是指从16至19世纪这一时期的自然科学，又称为近代实验自然科学。从15世纪始，人类开始有意识地借助科学发现和发明，并合理利用自然现象、物质和规律，让自然界为人类造福。实验科学的兴起，更使自然科学有了独立的实践基础，这一时期是人类对自然界认识的一次升华。这一时期的科学有三个重要的代表性成就: 一是哥白尼(Nicolaus Copemicus，1473-1543)等人的太阳中心说，其《天体运行论》的发表, 在对宇宙天体结构的解释上, “日心说”推翻了被传统奉为神明的“地心说”，被称之为近代科学史上的第一次科学革命；二是维萨留斯(Andreas Vesalius，1514-1564)、塞尔维特(Michael Servetus，1511～1553)和哈维(William Harvey，1578-1657)等人对血液循环理论的发现，在对人体结构的解释上, 冲破了传统神学所认为的人体内部不会有循环运动的信条, 使生理学、解剖学、医学从神学中解放出来；三是科学实验活动的兴起, 培根(Francis Bacon，1561-1626)和笛卡尔(Rene Descartes，1596-1650)等人积极倡导近代科学方法, 要依据实验观察和计算结果的证据得出结论，而不能靠思辨和遐想，科学方法原则和有组织的科学活动对推动科学进一步的发展发挥了重要作用。

　　现代自然科学产生于19世纪末20世纪初，自然科学领域取得的三项最伟大的理论研究成就分别是电磁学理论，生物进化论和时空相对论。它们对生产技术的进步、经济社会的发展和人类的思想认识产生了十分深远的影响。法拉第(Michael Faraday，1791-1867)等人的电磁感应理论为人类社会生活进入电的时代奠定了理论基础，从而推动了以电力技术广泛应用的工业革命，加速了经济社会发展，使人类物质文明迈上一个新台阶；达尔文(Charles Darwin，1809-1882)等人的进化论科学地解释了生物物种的遗传与变异，使人类认识从物种是“神造的”这种迷信中解放出来，是人类思想认识发展史上划时代的飞跃；爱因斯坦(Albert Einstein，1879-1955)等人的相对论是对传统自然科学思想的一次重大革命，它否定了传统的绝对时空观，揭示了时空的可变性，为科技革命打下了理论基础。

　　特别值得一提的是英国著名的物理学家艾萨克·牛顿（Isaac Newton ，1643年1月4日—1727年3月31日），曾任英国皇家学会会长，可以说是百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》等影响深远的经典科学巨著。很多关于科学史著作中把牛顿作为近代自然科学的奠基人之一，学术界争议中认为，牛顿的贡献主要集中在科学发现和开辟了新的研究领域，并没有在颠覆当时的社会普遍认知做出突出贡献，实验科学方法也不是他首先提出的。

　　牛顿一生科学成就巨大，他在《自然定律》论文里，对万有引力和三大运动定律进行了描述，奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究做出了贡献。在经济学上，牛顿提出金本位制度。